Устройство для измерения электропроводности жидкостей Советский патент 1991 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в океанографической и другой измерительной аппаратуре.

Цель изобретения - повышение точности измерения, чувствительности и уменьшение масштаба осреднения.

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения электропроводности жидкостей.

Устройство содержит источник 1 переменного напряжения, генератор 2 нечетных гармоник, фазовращатель 3 сумматор 4, фазовращатель 5, генератор 6 переменного тока, обмотку 7 возбуждения, дополнительные компенсационные обмотки 8 и 9, блок Ю компенсации, выходную обмотку 11, обмотку 12 компенсации, индикатор 13, жидкостный виток 14 связи, а также первичный измерительный преобразователь (датчик), состоящий из .трансформатора 15 напряжения и трансформатора 16 тока.

Устройство работает следующим образом.

При погружении первичного измерительного преобразователя в исследуемую жидкость, например в морскую воду, трансформаторы 15 и 16 оказываются связанными жидкостным витком 14 СВЯЗИ.

Синусоидальное напряжение с источника 1 переменного напряжения подается на обмотку 7 возбуждения трансформатора 15 и генератор 2 нечетных гармоник. С его выхода суммар- ное напряжение первой и высших нечетных гармоник напряжения питания через фазовращатель 3, осуществляющий регулировку амплитуды и фазы напряжения, поступает на прямой вход one- рационного усилителя, функцию которого выполняет сумматор 4. Одновременно на инверсный вход сумматора 4 подается напряжение с выхода источника 1 переменного напряжения, не содержащее высших гармоник. Фазовращатель 3 обеспечивает такую подстройку фазы и амплитуды первой гармоники питающего напряжения, что сумматор 4 осуществляет полную компенсацию первой гармонической составляющей, т.е. на выходе сумматора 4 имеется только напряжение высших гармоник. Поскольку пятая гармоника и гармоники более высокого порядка по-прежнему соизме- римы с уровнем шумов датчика, фактически напряжение на выходе сумматора 4 равно напряжению третьей гармоники. С выхода сумматора 4 через фазовращатель 5 напряжение третьей гармоники поступает на вход генератора 6 переменного тока, нагруженного на дополнительную обмотку 8.

Регулировкой фазовращателя 5 обеспечивают сдвиг фазы третьей гармони- ки питающего напряжения и такую ее амплитуду, чтобы уровень третьей гармоники в дополнительной обмотке 8 был равен уровню третьей гармоники напряжения, образующегося в сердеч- нике трансформатора 15, и при этом имел сдвиг фазы 180°. Таким образом, в сердечнике возбуждающего трансформатора 15 осуществляется полная компенсация третьей гармоники.

Подбором сопротивления магазина и величины емкости блока 10 компенсации обеспечивают полную компенсацию в сердечнике трансформатора 16 тока магнитных потоков, индуцируемых током обмотки 12 компенсации и током витка 14 связи, и, соответственно, равенство нулю тока в выходной обмотке 11.

5 0 5 0

д Q

5

5

При измерении сопротивления витка 14 связи в обмотке 11 появляется ток разбаланса. Он усиливается в индикаторе 13 и поступает на вход схемы управления блока 10 компенсации, вызывая такое изменение величины сопротивления магазина, при котором ток в выходной обмотке 11 стремится к нулю. По величине изменения сопротивления компенсации определяют электропроводность исследуемой жидкости.

В устройстве отношение сигнал/шум улучшается в 3 раза, что подтверждает повышение чувствительности и точности измерений при одинаковых объемах осреднения.

При использовании в устройстве сердечника с длинами магнитных силовых линий 50 мм пространственное разрешение повышается в 1,5 раза при улучшении отношения сигнал/шум в 1,5 раза.

Таким образом, за счет компенсации третьей гармоники в сердечнике возбуждающего трансформатора устройство обеспечивает повышение чувствительности, точности измерения и уменьшение масштаба пространственного осреднения .

Формула изобретения

Устройство для измерения электропроводности жидкостей, содержащее первичный измерительный преобразователь, состоящий из трансформатора с обмотками: возбуждения, соединенной с источником переменного напряжения, выходной, соединенный с индикатором, и дополнительной компенсационной, первый вывод которой соединен с общей шиной, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, чувствительности и уменьшения объема пространственного осреднения, в устройство введены последовательно соединенные генератор нечетных гармоник, первый фазовращатель, сумматор, второй фазовращатель и генератор переменного тока, выход которого соединен с вторым выводом дополнительной компенсационной обмотки, второй выход источника переменного напряжения соединен с входом генератора нечетных гармоник и вторым входом сумматора, второй вывод обмотки возбуждения соединен -с общей шиной.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в океанографической и другой измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений, чувствительности и уменьшение объема пространственного осреднения. Устройство для измерения электропроводности жидкостей содержит первичный измерительный преобразователь, состоящий из трансформаторов напряжения и тока с обмотками: возбуждения, дополнительной компенсационной и выходной, и источника переменного напряжения. Введение в устройство генератора нечетных гармоник, двух фазовращателей, сумматора и генератора переменного тока позволяет сформировать в дополнительной обмотке ток, равный по амплитуде третьей гармонике тока возбуждения и сдвинутый по фазе на 180°, что обеспечивает повышение чувствительности и точности измерения и уменьшение масштаба пространственного осреднения. 1 ил. 5S (Я